FR2832976A1 - Airship with suspended load comprises balloon, cable and suspended tractor provided with motorized propulsion - Google Patents

Abstract

The airship comprises a captive balloon (1), a cable (5) and a suspended tractor (7) provided with a motorized propulsion. There is also a ballast water reservoir and a piloting post. Stabilizer flaps (2,3) are controlled by an automatic pilot.

Description

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Dirigeable à charge suspendue
Des dirigeables de transport de charges lourdes ont été proposés, pour lesquels la charge est suspendue par des câbles réglables tels que, pour la pnse ou la dépose de charge au sol, l'enveloppe du ballon reste à une certaine hauteur au dessus des obstacles au sol ou des tourbillons qu'ils induisent. Une structure intermédiaire a été décrite, suspendue par des câbles attachés à des treuils sous le ballon et immobilisée le moment venu par des câbles obliques rejoignant le soi, en permettant la rotation du ballon face au vent. cette structure suspendant elle-même la charge par des treuils assurant les manoeuvres de dépose ou de prise de charge Cette structure implique des masses supplémentaires importantes
Les dirigeables emportent un moyen de lestage pour compléter le poids de la charge et équilibrer la portance aérostatique. Il s'agit normalement de réservoirs d'eau placés sous le ballon Dans le cas de la structure intermédiaire, celle-ci comporte des réservoirs d'eau qui permettent un remplissage plus rapide que si l'on avait à refouler l'eau sur une grande hauteur. Airship with suspended load
Airships for transporting heavy loads have been proposed, for which the load is suspended by adjustable cables such that, for the pnse or the deposit of load on the ground, the envelope of the balloon remains at a certain height above the obstacles to the ground or whirlpools they induce. An intermediate structure has been described, suspended by cables attached to winches under the balloon and immobilized when the time comes by oblique cables joining the self, allowing the balloon to rotate facing the wind. this structure suspending itself the load by winches ensuring the operations of depositing or taking charge This structure implies significant additional masses
The airships carry a ballast to supplement the weight of the load and balance the aerostatic lift. These are normally water tanks placed under the tank. In the case of the intermediate structure, this includes water tanks which allow faster filling than if we had to pump water on a great height.

On connaît également des propositions pour attacher la charge sous un ballon non motonsé, tiré par des hélicoptères qui peuvent rester à distance en utilisant de, s câbles ou s'accrocher sur des perchoirs Un avantage est d'utiliser des hélicoptères de séné
Un but de la présente invention est d'assurer le transport de charge également en gardant le ballon à une certaine altitude, mais de manière plus simple qu'avec une structure intermédiaire Selon cette invention, on utilise un ballon captif, c'est à dire non motorisé mais portant des moyens d'orientation face au vent apparent, attaché à un câble suspendant un "tracteur"solidarisé à la charge et portant les moyens moteurs et de pilotage, ainsi que les réservoirs de lestage. Le câble est normalement de longueur fixe. Proposals are also known for attaching the load under a non-moton balloon, pulled by helicopters which can remain at a distance using cables, or hang on perches An advantage is to use senna helicopters
An object of the present invention is to provide load transport also by keeping the balloon at a certain altitude, but in a simpler way than with an intermediate structure. According to this invention, a captive balloon is used, that is to say not motorized but carrying orientation means facing the apparent wind, attached to a cable suspending a "tractor" secured to the load and carrying the motor and control means, as well as the ballast tanks. The cable is normally of fixed length.

L'invention sera exposée au moyen des figures suivantes :
Fig1. Vue d'ensemble en élévation,
Fig 2 Vue perspective du tracteur pour charge encombrante externe, Fig 3. Vue perspective d'un tracteur intégrant une cale The invention will be explained by means of the following figures:
Fig1. Overview in elevation,
Fig 2 Perspective view of the tractor for external bulky load, Fig 3. Perspective view of a tractor incorporating a chock

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La Figure 1 montre un ballon captif supposé du type"souple"avec une enveloppe 1 conforme à d'autres propositions, avec liens internes, comportant les moyens aérostatiques usuels (ballonnets d'air, gonfleurs soupapes) et trois ailes d'empennage modelées par des liens internes dans l'enveloppe. Des volets d'empennage 2 en direction et 3 en profondeur sont commandés par un pilote automatique non figuré, pour maintenir l'enveloppe face au vent et dans une incidence qui peut être réglée. D'autres liens internes relient la partie supérieure de l'enveloppe à une quille partielle de répartition 4 sur laquelle s'attache le câble de suspension 5 du tracteur, sensiblement sous le centre de portance du ballon. Figure 1 shows a captive balloon assumed to be of the "flexible" type with an envelope 1 in accordance with other proposals, with internal links, comprising the usual aerostatic means (air balloons, valve inflators) and three tail wings modeled by internal links in the envelope. Tail flaps 2 in direction and 3 in depth are controlled by an autopilot not shown, to keep the envelope facing the wind and in an incidence that can be adjusted. Other internal links connect the upper part of the envelope to a partial distribution keel 4 to which the suspension cable 5 of the tractor is attached, substantially under the center of lift of the balloon.

Ce câble 5 comporte un émerillon 6 libérant la rotation et s'attache à un"tracteur"7 contenant le poste de pilotage 8 et le réservoir 10 d'eau de lestage, et portant sur les côtés des propulseurs tels que 11 et 11', orientables en basculement pour la propulsion et les compléments de force portante. Au dessous est solidarisée la charge 12, représentée en Figure 2 comme profilée pour limiter la traînée, et qui comporte des pieds d'attache au sol. Ce peut être un objet encombrant unique dans un emballage profilé, ou un conteneur pour des charges vanées. Les propulseurs pourraient par différence de poussée servir à onenter le tracteur et la charge, mais une meilleure maniabilité peut être obtenue en ajoutant en extrémité arrière une hélice 13 d'onentation. Lorsque la charge est près du sol, l'ensemble peut être saisi et orienté par des moyens au sol, les propulseurs n'ayant plus, pour assurer un contact progressif dans la position désirée, qu'à compenser les forces verticales
La charge amarrée au sol constituant l'attache du ballon captif, on remplit le réservoir 10 de lestage et le tracteur peut être détaché de la charge pour un nouveau vol ou une autre prise de charge Pour assurer sous hangar la maintenance du tracteur, on peut utiliser un deuxième câble 15 de suspension attaché comme le câble 5 sous le ballon et le fixer au sol ou à un véhicule lourd, avec la tension nécessaire pour détendre le câble 5 et permettre de détacher le tracteur. Le ballon captif peut également porter un réservoir de lestage non figuré, à remplir par une canalisation de refoulement, pour faciliter la descente du ballon au sol dans le cas d'opérations plus rares de maintenance Le ballon de grand volume, bien profilé et orienté face au vent avec une forte tension de câble, peut résister à de très grands vents Il est accessible à des personnes grâce à un ascenseur non figuré guidé par le câble 5 et soit lié à un câble de manoeuvre actionné par un treuil, soit automoteur. This cable 5 comprises a swivel 6 releasing rotation and attaches to a "tractor" 7 containing the cockpit 8 and the tank 10 of ballast water, and bearing on the sides of the thrusters such as 11 and 11 ′, tiltable for propulsion and additional load-bearing capacity. Below is secured the load 12, shown in Figure 2 as profiled to limit drag, and which includes feet for attachment to the ground. It can be a single bulky object in profiled packaging, or a container for vanilla loads. The thrusters could, by difference in thrust, serve to center the tractor and the load, but better maneuverability can be obtained by adding a propeller 13 for orientation at the rear end. When the load is close to the ground, the assembly can be grasped and oriented by means on the ground, the propellers only having to compensate for the vertical forces to ensure progressive contact in the desired position
The load moored to the ground constituting the attachment of the tethered balloon, the ballast tank 10 is filled and the tractor can be detached from the load for a new flight or another load taking. To maintain the tractor under hangar, one can use a second suspension cable 15 attached like cable 5 under the balloon and fix it to the ground or to a heavy vehicle, with the tension necessary to loosen cable 5 and allow the tractor to be detached. The tethered balloon can also carry a ballast tank, not shown, to be filled by a delivery line, to facilitate the descent of the balloon to the ground in the case of rarer maintenance operations. The large volume balloon, well profiled and oriented facing in the wind with a high cable tension, can withstand very high winds. It is accessible to people thanks to a non-illustrated elevator guided by cable 5 and either linked to an operating cable actuated by a winch, or self-propelled.

Au lieu d'un tracteur dissociable de la charge, on peut constituer selon la Figure 3 un ensemble 16 comportant une cale de chargement avec des abattants à l'avant et à l'arrière pour le passage des colis ou véhicules..  Instead of a tractor that can be separated from the load, an assembly 16 can be formed according to FIG. 3 comprising a loading block with flaps at the front and at the rear for the passage of packages or vehicles.

Par rapport au dirigeable complet portant une charge suspendue, la séparation des fonctions, assurée par un ballon captif porteur et un "tracteur" accrochant la charge, permet une construction et une maintenance plus simples, avec le cas échéant des ballons et des  Compared to the complete airship carrying a suspended load, the separation of functions, ensured by a captive balloon carrier and a "tractor" hanging the load, allows a simpler construction and maintenance, with balloons and

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tracteurs banalisés. La précision de l'approche du sol pour la charge est assurée au mieux par le pilotage et les moyens de propulsion au niveau de la charge Lorsque l'enveloppe est bien profilée, le pilotage automatique face au vent permet d'assurer sur le câble une faible déviation par rapport à la verticale. A titre d'exemple, pour un ballon de 100 000m3 à 30 m/s (108 kmlh) avec une charge de 45 tonnes et une tension de câble de l'ordre de 700 kN, la traînée d'enveloppe est de l'ordre de 28 kN, induisant un angle de 4 % C'est également l'angle que prendrait le câble d'attache pour un ballon amarré, sous le vent de 108 km/h. La puissance installée nécessaire sur le tracteur, pour une traînée totale de l'ordre de 40 kN, serait de l'ordre de 2 MW. unmarked tractors. The precision of the approach to the ground for the load is best ensured by the steering and the means of propulsion at the level of the load When the envelope is well profiled, the automatic steering facing the wind makes it possible to ensure on the cable small deviation from the vertical. For example, for a 100,000m3 balloon at 30 m / s (108 km / h) with a load of 45 tonnes and a cable tension of around 700 kN, the envelope drag is around 28 kN, inducing an angle of 4% This is also the angle that the tether cable would take for a moored balloon, downwind of 108 km / h. The installed power required on the tractor, for a total drag of around 40 kN, would be around 2 MW.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Ballon dirigeable comportant une enveloppe sustentatrice, caractérisé en ce que cette enveloppe 1 est dotée de moyens assurant son orientation face au vent relatif et en ce qu'un câble libre en rotation suspend un ensemble 7 muni de moyens motorisés de propulsion, sustentation et orientation, ci-dessous dénommé "tracteur".  CLAIMS 1. Airship comprising a lifting envelope, characterized in that this envelope 1 is provided with means ensuring its orientation facing the relative wind and in that a free cable in rotation suspends an assembly 7 provided with motorized means of propulsion, lifting and orientation, hereinafter referred to as "tractor". 2 Ballon dirigeable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une charge utile 12 peut être attachée au tracteur et en ce que ce tracteur contient un réservoir 10 d'eau de lestage. 2 airship according to claim 1, characterized in that a payload 12 can be attached to the tractor and in that this tractor contains a tank 10 of ballast water. 3 Ballon dirigeable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tracteur ou la charge est muni de moyens d'attache au sol. 3 Airship according to one of the preceding claims, characterized in that the tractor or the load is provided with means of attachment to the ground. 4. Ballon dirigeable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tracteur incorpore une cale de fret ou une cabine.4. Airship according to one of the preceding claims, characterized in that the tractor incorporates a cargo hold or a cabin.